CN101260444B - 高炉炼铁方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高炉炼铁领域，具体涉及采用普通铁矿和钒钛磁铁矿进行冶炼，所解决的技术问题是提供一种新的高炉炼铁方法，既可以保证入炉品位，又可以达到降低生产成本的目的。本发明方法在制备烧结矿时，原料为如下重量配比：钒钛磁铁精矿35-50％、普通铁矿30-45％、燃料及熔剂20％；并将部分钒铁磁铁矿单独制成球团矿；在高炉冶炼时，与上述烧结矿、普通块矿混合冶炼，高炉炉料含有如下重量配比的组分：烧结矿60-65％、钒钛磁铁矿球团25-35％、普通块矿5-10％，其中普通块矿含2％左右的铁锰矿。通过优化炉料结构来提高钒钛磁铁矿的使用比例，可充分利用丰富的钒钛磁铁矿资源，降低高炉炼铁的生产成本，另外还可以有效提高铁水含钒量，应用该方法具有积极意义。

Description

高炉炼铁方法
技术领域
本发明属于高炉冶炼领域，具体涉及采用普通铁矿和钒钛磁铁精矿进行高炉炼铁。
背景技术
目前采用钒钛磁铁矿进行高炉冶炼的主要有承德钢铁公司和攀枝花钢铁集团公司，承德钢铁公司冶炼过程中产生的炉渣主要为中钛渣，渣中TiO2在15-18％；攀枝花钢铁集团公司冶炼过程中产生的炉渣主要为高钛渣，渣中TiO2在21-23％。近年来为了提高高炉的入炉品位，冶炼中普通铁矿的使用比例逐步增加，钒钛磁铁矿的使用比例逐步降低，使得目前烧结矿中TiO2含量从10％以上逐渐降低到7～8％，TFe含量从45％左右逐渐提高到49％左右。其中钒钛磁铁矿通过选矿获得钒钛磁铁精矿，并以钒钛铁精矿的形式进行烧结或生产球团。
但是随着国内普通铁矿石的供应量紧张，且价格也逐渐攀升，大量使用普通铁矿将明显增加炼铁的生产成本。现攀枝花钢铁集团公司在整个炼铁冶炼过程中钒钛磁铁矿的配比仅占含铁原料的60％左右，普通铁矿达到40％左右。但提高钒钛磁铁矿的使用量后，高炉冶炼困难，技术经济指标明显降低。因此本领域急需开发一种新技术，既可以在高炉炼铁时提高钒钛磁铁矿的使用比例以降低成本，也可以保证高炉的入炉品位及使冶炼稳定顺行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种新的高炉冶炼方法，既可以保证入炉品位，又可以达到降低生产成本的目的。
具体地，本发明解决该技术问题的技术方案是：该炼铁方法包括制备烧结矿步骤、制球团步骤、高炉冶炼等步骤：
A、制备烧结矿：烧结矿原料含有如下重量配比的组分，钒钛磁铁精矿35-50％、普通铁矿30-45％、燃料及熔剂20％；
B、制球团矿：将钒铁磁铁精矿制成球团矿；
C、高炉冶炼：高炉炉料含有如下重量配比的组分：烧结矿60-65％、钒钛磁铁精矿球团矿25-35％、普通铁矿5-10％。铁锰矿为一种含MnO的普通矿石，MnO含量约为10-30％，加入目的是钒钛矿比例提高后改善高TiO2炉渣的性能。在攀枝花钢铁集团公司所用的不含钒钛矿的矿石统称为普通铁矿，普通铁矿又分为普通粉矿和普通块矿，在高炉冶炼时添加的普通铁矿也可为普通块矿，其中含2％左右的铁锰矿。冶炼步骤及温度时间参数按照现行方法执行。
本发明高炉炼铁方法通过改变钒钛磁铁矿的加入方法来提高钒钛磁铁矿在高炉冶炼时的使用比例。通常钒钛磁铁矿主要以烧结矿形式加入高炉，由于钒钛磁铁矿具有品位低、TiO2含量高、SiO2含量低的特点，在烧结时液相量不足，烧结矿难以得到很好地粘结；TiO2含量高，不仅降低了烧结料的铁分，且烧结温度高，CaO·TiO2的形成也不利于烧结矿的固结，致使钒钛烧结矿脆性大、强度差、返矿率高；尤其是制备烧结矿时提高钒钛磁铁矿的使用比例，会使高炉冶炼时的难度加大，指标变差，特别是使烧结矿的强度降低、低温还原粉化率增加。本发明冶炼方法通过优化高炉的炉料结构，一方面减少烧结过程中钒钛磁铁精矿的加入量，可以显著改善烧结矿的质量和冶金性能；另一方面把钒钛磁铁矿制成全钒钛球团矿并提高球团矿的使用比例，从而优化了高炉的炉料结构，在保证入炉品位，以达到冶炼品位的要求的同时，又提高了钒钛磁铁矿总体使用比例，达到节约了成本的目的。
综上，本发明方法通过优化炉料结构来提高钒钛磁铁矿的使用比例，可充分利用丰富的钒钛磁铁矿资源，降低高炉炼铁的生产成本，另外还可以有效提高铁水含钒量，其应用具有积极意义。
具体实施方式
以下通过对本发明炼铁方法具体实施方式的描述说明但不限制本发明。
攀枝花钢铁集团公司高炉冶炼现采用如下工艺：
A、制备烧结矿：烧结矿原料含有如下重量配比的组分，钒钛磁铁精矿50-55％、普通铁矿25-30％、燃料及熔剂20％；
B、制球团矿：30-40％的普通铁矿和60-70％的钒钛磁铁精矿进行混合来生产球团矿；制备球团矿采用普通矿的主要目的是为了提高球团矿的品位和球团矿的质量。
C、高炉冶炼：高炉炉料含有如下重量配比的组分：步骤A制备而得的烧结矿67％、球团矿28％、普通块矿5％。
本发明高炉炼铁方法采用的是在制备烧结矿时，烧结矿原料含有如下重量配比的组分，钒钛磁铁矿35-50％、普通铁矿30-45％、燃料及熔剂20％；优选钒钛磁铁精矿35％、普通铁矿45％、燃料及熔剂20％；
并将钒铁磁铁精矿单独制成钒钛磁铁矿球团，即全钒钛球团矿；
在高炉冶炼的高炉炉料重量配比为：烧结矿配比60-65％、钒钛磁铁精矿球团矿25-35％、普通铁矿5-10％；优选烧结矿60％、钒钛磁铁精矿球团矿35％、普通铁矿5％；普通铁矿优选含2％左右铁锰矿的普通块矿，冶炼步骤及温度时间参数按照现行方法执行。
通过试验，烧结矿中钒钛精矿的配比与烧结矿质量的关系见表1，球团矿的质量指标见表2。
表1不同钒钛铁精矿配比的烧结矿质量
  钒钛磁铁精矿配比％   烧结速度mm/min   利用系数t/m<sup>2</sup>.h   转鼓强度％   成品率％   平均粒度mm
  51   21.43   1.322   73.34   71.25   17.26
  48   21.66   1.337   74.0   72.29   17.47
  44   22.0   1.382   74.66   73.26   17.52
  钒钛磁铁精矿配比％   烧结速度mm/min   利用系数t/m<sup>2</sup>.h   转鼓强度％   成品率％   平均粒度mm
  40   22.53   1.448   75.33   74.30   18.56
  35   23.13   1.503   76.67   75.20   18.75
由表1可见，随着钒钛精矿配比的减少，烧结矿的质量指标均有明显的改善，烧结速度、利用系数提高，转鼓强度、成品率、平均粒度均有明显提高。从烧结矿质量考虑，优选钒钛磁铁精矿配比35％。
表2不同钒钛铁精矿配比的球团矿质量
  钒钛精矿配比％   TFe％  FeO％   TiO<sub>2</sub>％   SiO<sub>2</sub>％   CaO％   抗压强度N/个
  100   54.83  ＜0.5   11.24   4.12   0.878   3673
  90   55.00  ＜0.5   10.25   4.65   0.949   4320
  80   55.50  ＜0.5   9.08   5.30   0.999   4174
  70   55.83  ＜0.5   8.18   5.77   1.06   3686
  60   56.42  ＜0.5   7.29   6.43   1.12   3470
由表2可见，随着钒钛精矿配比的变化，相应球团矿的成分也有一定的变化，由于钒钛精矿TFe、SiO2比普通矿低，随着钒钛矿配比的增加，球团矿的TFe下降，TiO2也相应增加。从球团矿的质量看，抗压强度均在3400N/个以上，而高炉一般要求的抗压强度在2000N/个以上，说明采用100％的钒钛精矿生产的全钒钛球团矿其成分和强度指标均可以完全满足高炉炼铁的需要，符合冶炼标准。
通过本发明冶炼方法冶炼出的生铁产品成分见表3，完全符合生铁标准。
表3钒钛生铁产品成分，％
  成分   Fe   C   Si   Mn   P   S   V   Ti
  含量   94.46   4.50   0.18   0.20   0.07   0.05   0.29   0.25

Claims (3)

1.高炉炼铁方法，包括制备烧结矿步骤、制球团步骤和高炉冶炼步骤，其特征在于：
A、制备烧结矿：烧结矿原料含有如下重量配比的组分，钒钛磁铁精矿35-50％、普通铁矿30-45％、燃料及熔剂20％；
B、制球团矿：将钒铁磁铁精矿制成球团矿；
C、高炉冶炼：高炉炉料含有如下重量配比的组分：步骤A制备而得的烧结矿60-65％、钒钛磁铁精矿球团矿25-35％、普通铁矿5-10％；
其中，步骤A和C所述的普通铁矿均为不含钒钛矿的铁矿石。
2.根据权利要求1所述的高炉炼铁方法，其特征在于：
A、制备烧结矿：烧结矿原料含有如下重量配比的组分，钒钛磁铁精矿35％、普通铁矿45％、燃料及熔剂20％；
B、制球团矿：将钒铁磁铁精矿制成球团矿；
C、高炉冶炼：高炉炉料含有如下重量配比的组分：步骤A制备而得的烧结矿60％、钒钛磁铁精矿球团矿35％、普通铁矿5％。
3.根据权利要求1或2所述的高炉炼铁方法，其特征在于：步骤C所述普通铁矿为普通块矿，其中含2％的铁锰矿。
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